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评说现代工程机械行业中的八大技术进步
 
慧聪网   2005年2月21日10时22分   信息来源:建筑机械化    

  从20世纪80年代到本世纪初,国外工程机械产品技术已从一个成熟期走到了现代化时期。伴随着一场新的技术革命,工程机械产品的综合技术水平跃上了一个新的台阶。电子技术、微电脑、传感器、电液伺服与控制系统集成化改造了传统的工程机械产品,计算机辅助设计、辅助制造及辅助管理装备了工程机械制造业,IT网络技术也装备了工程机械的销售与信息传递系统,从而让人们看到了一个全新的工程机械行业。新的工程机械产品在工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程度诸方面都是以往所不可比拟的,并且在向着进一步的智能化和机器人化方向迈进。

1 作业原理创新:新法破土与高频振动

  随着科学技术研究水平的不断发展,工程机械的作业理论也在不断地创新。工程机械的作业原理包括对土石方的切割、破碎、回填,对土工材料的筛分、混合与加热,对混合料的摊铺、找平与压实等。这些作业理论原先是以仿生学与牛顿力学为基础的,而近现代科学的发展为工程机械作业原理的创新奠定了基础。例如机械振动、脉冲、射流、光电效应及热物理学的应用,为工程机械节省资源、改善施工质量、提高生产效率、工作可靠性、驾驶舒适性与自动化程度创造了条件。

  挖掘机、推土机、装载机等土方工程机械切割破土,现在有了无斗铣切法、高频振动法、液气射流法及微孔破土法。使用新的破土作业原理改造的铲斗、松土器可以开挖高强度的岩土,在一般情况下都可以降低单位土方费用与提高生产效率,并且在靠近建筑物挖土时可代替钻孔-爆破法施工。

  振动压路机是利用机械振动而又要达成“振地不振人”作业效果的最有力说明。高频振动压实技术的应用是近代动力学在工程机械上的重要科研成果,在振动压路机上同时应用了振动与隔振理论。20世纪90年代以来,出现了水平振动(振荡)与垂直振动的定向振动压实方法,以及无级调幅振动和不同于简谐振动的混沌振动等振动压实作业原理,并且形成了相应系列的振动压路机。冲击式压路机打破了原有传统的圆柱形滚轮结构,使用具有3~5个边的多边形压滚由牵引车拖行,以每秒2~3次顺序地冲击地面。这种剧烈冲击具有地震波的传播特性,其压实深度随碾压遍数而递增,在5m深处的压实度可达90%~92%。冲击压路机具有静压冲击、振动捣实与揉搓的综合作用,适合大型填方、塌陷性土壤和干砂填筑工程的压实。

  沥青混凝土摊铺机熨平工作装置更是工程机械作业原理创新的典型例子。熨平板使用柴油、液化气或电加热和72Hz的高频振动,并采用红外线、激光或超声波找平,是多学科高新技术的应用。这其中的找平技术也可以应用到平地机上,作为地平或坡面的精细找平。

  高频率机械振动还通常用于凿岩、石料破碎与筛分及沉拔桩等工程施工。石料的烘干可以使用柴油、重油和煤粉多种燃料的燃烧器,沥青的脱桶、加热及沥青混合料的搅拌与保温过程中都充分运用了热物理学原理。沥青的乳化与改性都是一些化学物理反应的具体应用。

2 传动方式创新:普及液压与电气传动

  液压传动在20世纪60年代开始应用到了压路机上,只十多年的时间就得到了推广和普及。现在压路机的行走、振动、转向及制动等系统已实现了全液压传动。液压传动大大简化了压路机传动与操纵系统的设计,液压传动平稳、操纵方便省力、容易实现无级调速和自动控制,从总体上提高了压路机的生产效率与压实质量。现在国外市场上已经很少见到机械传动的压路机了。

  静液压传动技术于70年代开始应用到了推土机上,并且很快推广到了一些中小型推土机和装载机上,美国约翰·迪尔公司、卡特彼勒公司、德国利渤海尔公司及日本小松制作所都生产和销售全液压推土机与装载机。静液压传动不使用液力变矩器,还省去了离合器与行车制动器及部分机械传动机构,能利用安全阀对机械和液压系统实现过载保护,并以较小的牵引功率发挥最大的牵引力,其剩余的功率可用在机器的辅助操作上。
 
作者:尹继瑶 
 
 
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